i
INSTRUMENTASI SUHU DAN PANJANG BADAN BAYI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi S-1 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan Oleh : Erwan Tri Efendi
D 400 090 022
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2013
brought to you by CORE
View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir dengan judul “Instrumentasi Suhu Dan Panjang Badan Bayi Berbasis Mikrokontroler ATmega16” ini diajukan oleh :
Nama : Erwan Tri Efendi NIM : D 400 090 022
NIRM :
Guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program Sarjana jenjang pendidikan Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Telah diperiksa dan disetujui pada: Hari : ... Tanggal : ...
Menyetujui, Dosen Pembimbing I
(Umi Fadlilah, S.T, M.Eng.)
Dosen Pembimbing II
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini telah dipertahankan dan dipertanggung jawabkan di depan Dewan Penguji Tugas Akhir guna melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat-syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Hari : ...
Tanggal : ………
DENGAN JUDUL
INSTRUMENTASI SUHU DAN PANJANG BADAN BAYI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16
Dosen Penguji:
1. Umi Fadlilah, ST, M.Eng. ……….
2. Ir. Abdul Basith, MT. ….………
3. Gunawan Ariyanto, Ph.D ....………
4. Hasyim Asy’ari, ST, MT …….………
Mengetahui
Dekan Ketua
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
iv
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb.
Segala puji bagi Allah Subhanahu wa Ta’ala yang telah memberikan kenikmatan yang tidak terhitung banyaknya. NikmatNya yang paling besar adalah nikmat Iman dan Islam, karena dengan nikmat tersebut dapat mengantar manusia menuju kebahagian di dunia dan akhirat. Sholawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad Shalallahu ’Alaihi Wasalam, yang kita nanti - nantikan syafaatNya di hari akhir kelak.
Perancangan instrumentasi pada Tugas Akhir ini diharapkan dapat mempermudah pekerjaan paramedis. Diharapkan pula dengan perancangan ini, dapat menambah ilmu pengetahuan khususnya kolaborasi antara ilmu elektronika dengan medis. Selanjutnya perancangan ini dapat dikembangkan lebih lanjut untuk memajukan teknologi medis Indonesia.
Terselesaikannya Tugas Akhir dengan judul “Instrumentasi Suhu Dan Panjang Badan Bayi Berbasis Mikrokontroler ATmega16” ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan, dukungan dan saran dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Bambang Setiadji, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiayah Surakarta.
v
3. Bapak Ir. Jatmiko, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiayah Surakarta
4. Ibu Umi Fadlilah, S.T, M.Eng. selaku Pembimbing I dalam Tugas Akhir ini. 5. Bapak Ir. Abdul Basith, MT. selaku Pembimbing II dalam Tugas Akhir ini. 6. Bapak/Ibu Dosen selaku Dewan Penguji dalam Tugas Akhir ini.
7. Bapak/Ibu Dosen yang telah membimbing dan memberikan ilmunya selama ini kepada kami.
8. Seluruh Staf Tata Usaha, Akademik maupun non Akademik, yang telah banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.
9. Teman – teman aktivis di KMTE Robot Research, Asisten Laboratorium Teknik Elektro, Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro (KMTE), Mentoring Fakultas Teknik, Jama’ah Masjid Fadhlurrahman (JMF), dan teman - teman elektro angkatan 2009 yang telah berbagi dalam suka duka selama ini.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan dan mohon maaf atas segala kesalahan.
Wassalamualaikum. Wr.Wb.
Surakarta, April 2013
vi MOTTO
”Janganlah kamu bersiikap lemah,
dan janganlah (pula) kamu bersedih hati, padahal kamulah orang-orang yang paling tinggi (derajatnya), jika kamu orang-orang yang beriman.”
( QS. Ali Imran (3): 139 )
“Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. maka apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan maka kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan hanya kepada Tuhanmu kamu berharap”
( QS. Alam Nasyrah (94) : 6 - 8 )
“Tugas kita bukanlah untuk berhasil, tugas kita adalah untuk mencoba, karena di dalam mencoba itulah kita menemukan
dan belajar membangun kesempatan untuk berhasil.” ( Mario Teguh )
“Hidup berakhir saat kamu berhenti bermimpi, harapan hilang saat kamu berhenti untuk percaya, dan cinta gagal saat kamu berhenti untuk peduli”
vii
PERSEMBAHAN
Sedikit karya ini kupersembahkan untuk :
1. Allah SWT, yang menguasai langit, bumi dan yang diantaranya. Atas karunia-Nyalah aku bisa berjalan sampai di sini.
2. Bapak dan Ibuku tercinta, berjuta kata sayang, maaf dan terima kasih takkan mampu membalas segala jasa dan pengorbanan kalian kepadaku. Terima kasih ya ALLAH, lindungilah mereka selalu.
3. Kakakku Mbak Farida Sholikati dan Isnaini Retnowati, barakallah atas doa, nasihat dan motivasinya selalu. Sering sms, telpon menanyakan skripsinya sampai mana?.Di ucapkan maturnuwun juga kepada Mbah Weryo Sentono atas doanya.
4. Seorang wanita sholehah yang ada di masa depan sana, yang secara tidak langsung memotivasi untuk segera lulus kuliah, bekerja dan menjadi imam dalam hidupnya. Jazakillah buat doa, motivasi, dan senyumannya. 5. Sahabat – sahabat Liqo’ Community Of Pakis’tan, Azzam, Chandra,
Bachtiyar, Eko, Puguh, Khalilul, Mazwar, Taufik, Jazakumullah atas motivasi, nasihat dan persaingan dalam perjodohan.
6. Adik-adik TPQ Baitul Hikmah, keceriaan kalian memotivasiku dan memberikan harapan baru. Karena pada hakikatnya siapa yang menolong agama Allah maka Allah akan menolong urusannya.
viii
7. Teman – teman aktivis KMTE Robot Research UMS, Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro (KMTE), Laboratorium Teknik Elektro, Mentoring Fakultas Teknik, Jamaah Masjid Fadhlurrahman (JMF), PIMNAS UMS 2011 dan teman-teman proyektor UMS, Jazakumullah atas kerjasama, ilmu, nasihatnya. Tanpa kalian diriku hanya sebatas mahasiswa biasa bukan mahasiswa aktivis.
8. Anak-anak robot UMS 2004 - 2010, Maz Galih, Maz Barkah, Bayu, Abdur, Fajar, Udin, Dwi, Dedy, Hilal, Said, Joko, Komeng (Apri), Fuad,Ari, Iqbal, Supri, Munady, Tulus, Danang GOS, Sholeh, Ridho,Indra. Gek do ndang lulus cah....!!!
9. Rekan-rekan angkatan 2009, Barakallah kerjasamanya selama kuliah dan semoga teman-teman segera bisa menyelesaikan skripsi dan lulus kuliah. Aamiin....
ix
DAFTAR KONTRIBUSI
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Dalam mengerjakan Tugas Akhir dengan judul “Instrumentasi Suhu dan
Panjang Badan Bayi Berbasis Mikrokontroler Atmega16”, saya menyatakan
bahwa :
1. Judul tugas akhir ini merupakan ide dari pembimbing saya yaitu Bu Umi Fadlilah, S.T, M.Eng.
2. Perancangan mekanik boks bayi saya kerjakan atas bantuan dari tukang mebel Mas Trianto dari Bongkotan, Tegalampel, Karangdowo, Klaten. 3. Perancangan jalur rangkaian pada PCB saya gambar menggunakan
DipTrace Version 2.2.0.9
4. Simulasi dan gambar rangkaian saya menggunakan Proteus v7.4.
5. Pemrograman instrumentasi ini saya kerjakan sendiri atas bimbingan Pak Ir. Abdul Basith, MT. dan Mas Hilal dengan menggunakan CodeVisionAVR v1.25.3.
6. Pemrograman mikrokontroler saya menggunakan perangkat Downloader K-125R dari Creative Vision.
7. Pengujian instrumentasi ini atas kerjasama dengan salah satu dokter spesialis anak di RSI Yarsis Surakarta yaitu dr. Lucy Endang Savitri, Sp.A 8. Penyusunan laporan tugas akhir ini saya kerjakan sendiri di rumah.
x
Demikian daftar kontribusi ini saya buat dengan sejujurnya. Saya bertanggungjawab atas isi dan kebenarannya.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Surakarta, Juli 2013
Dosen Pembimbing Penulis
xii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
MOTTO ... vi
PERSEMBAHAN ... vii
DAFTAR KONTRIBUSI... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv ABSTRAKSI ... xvii BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Tujuan Penelitian ... 2 1.4 Batasan Masalah ... 3 1.5 Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Telaah Penelitian ... 5
2.2 Landasan Teori ... 7
xiii 2.2.2. Sensor Ultrasonik ... 8 2.2.3. Sensor Suhu ... 11 2.2.4. LCD Display ... 13 2.2.5. Statistik Penelitian ... 14 2.2.7. Bahasa C... 16
BAB III METODE PENELITIAN... 17
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 17
3.2 Peralatan dan Bahan Perancangan Tugas Akhir... 18
3.3 Alur PenelitianTugas Akhir ... 19
3.4 Perancangan Tugas Akhir ... 20
3.4.1 Perancangan Hardware ... 21
3.4.1.1 Mekanik Instrumentasi ... 21
3.4.1.2 Sensor Ultrasonik dan LM35 ... 22
3.4.1.3 Mikrokontroler ATmega16, Tombol dan LCD 2x16 ... 24
3.4.1.4 Buzzer ... 26
3.4.1.5 Power Supply ... 27
3.4.2 Perangkat Lunak ... 28
BAB IV HASIL DAN ANALISA ... 31
4.1 Hasil Penelitian ... 31
4.1.1. Perhitungan Suhu... ... 32
4.1.2. Perhitungan Panjang... ... 33
4.2 Pengujian Sistem dan Analisa ... 34
xiv
4.2.2 Pengujian Panjang ... 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 40
5.1 Kesimpulan ... 40
5.2 Saran ... 41
Daftar Pustaka ... 42
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Suhu ... 35 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Panjang. ... 37
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Skema Pin Mikrokontroler Atmega16 ... 7
Gambar 2.2. Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik ... 10
Gambar 2.5. Sensor Ultrasonik HC-SR04 ... 11
Gambar 2.4. Konfigurasi Sensor LM35 ... 11
Gambar 2.5. Rangkaian Penguat Sensor Suhu LM35 ... 12
Gambar 2.6. LCD Display 16x2 ... 14
Gambar 3.1. Alur Penelitian Tugas Akhir ... 19
Gambar 3.2. Blok Diagram Rangkaian ... 20
Gambar 3.3. Rancangan Mekanik Suhu dan Panjang Badan Bayi ... 21
Gambar 3.4. Rangkaian Ultrasonik ... 22
Gambar 3.5. Papan Ultrasonik ... 22
Gambar 3.6. Rangkaian Sensor Suhu LM35 ... 23
Gambar 3.7. Rangkaian Minimum Sistem ATmega16 ... 24
Gambar 3.8. Rangkaian LCD 2x16 ... 25
Gambar 3.9. Tombol dan LCD 2X16... 26
Gambar 3.10. Minimum Sistem ... 26
Gambar 3.11. Rangkaian Buzzer ... 27
Gambar 3.12. Rangkaian Power Supply ... 27
Gambar 3.13. Flowchart Program Utama ... 29
xvii
Gambar 4.2. Alat Ukur Panjang Badan Bayi Manual di RSI Yarsis ... 30
Gambar 4.3. Alat Ukur Suhu RSI Yarsis ... 31
Gambar 4.4. Tampilan Awal Instrumentasi ... 34
Gambar 4.5. Tampilan Proses Pengukuran Suhu ... 34
Gambar 4.6. Tampilan Proses Pengukuran Panjang ... 34
Gambar 4.7. Pengukuran Suhu ... 35
Gambar 4.8. Grafik Respon LM35 pada Suhu Rendah... 36
Gambar 4.9. Grafik Respon LM35 pada Suhu Sedang ... 36
Gambar 4.10. Grafik Respon LM35 pada Suhu Tinggi ... 37
Gambar 4.11. Pengukuran Panjang Bayi Tanpa Digedong... 38
Gambar 4.12. Pengukuran Panjang Bayi dengan Digedong ... 38
Gambar 4.13. Tampilan Panjang Tanpa Digedong ... 38
xviii ABSTRAKSI
Suhu badan bayi merupakan faktor dalam dunia medis untuk menentukan
kesehatan bayi. Sedangkan panjang badan bayi menjadi salah satu faktor penentu dalam perkembangan bayi. Umumnya dokter atau bidan menggunakan thermometer sebagai alat ukur suhu badan, dan calipher sebagai alat ukur panjang badan bayi. Alat ukur thermometer dan calipher merupakan alat ukur yang pembacaan datanya masih bersifat manual. Sehingga pembacaan skala pada alat ukur suhu dan panjang badan memiliki ketelitian serta ketepatan yang kurang. Belum lagi jika terjadi humman error.
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang instrumentasi suhu dan panjang badan bayi untuk mempermudah dokter atau bidan dalam pengambilan data. Pengukuran suhu akan dilakukan secara manual dengan menggunakan sensor LM35, sedangkan pengukuran panjang badan bayi akan dibuat secara otomatis dengan menggunakan 4 sensor ultrasonik. Data tersebut akan diolah oleh mikrokontroler ATmega16 dan ditampilkan melalui layar LCD. Sehingga akan didapatkan dua buah alat ukur secara manual dan semi otomatis dalam satu sistem. Pembuatan instrumentasi ini melalui tiga tahap diantaranya, pembuatan hardware, pembuatan software, pengujian sistem instrumentasi.
Selisih rata-rata antara LM35 dengan thermometer infrared sebesar 2,03
0
C. Sedangkan selisih rata-rata LM35 dengan thermometer digital sebesar 1,57
0
C. Respon sensor LM35 akan cepat naik sebelum mendekati nilai suhu yang diukur. Apabila sudah mendekati nilai yang diukur, maka responnya akan lambat. Pengukuran panjang badan bayi dengan 2 cara yaitu digedong dan tanpa digedong akan menghasilkan nilai panjang yang berbeda.
